不同假体在膝关节骨关节炎患者全膝关节置换术中的应用效果对比

李栋梁 崔卓航 蒋永佳 张鸿飞 刘敏

【摘要】 目的：對比膝关节骨关节炎（KOA）患者全膝关节置换术中采用不同假体的效果。方法：回顾性选取中国人民解放军联勤保障部队庐山康复疗养中心2020年4月—2023年4月收治的80例接受全膝关节置换术治疗的KOA患者的病历资料进行研究，依据全膝关节置换术中采用的假体类型将其分为A组（固定平台假体）和B组（高屈曲旋转平台假体），各40例。对比两组围手术期相关指标（手术时间、术中出血量、引流管拔除时间、住院时间）、膝关节功能[Lysholm膝关节评分、西大略和麦克马斯特大学（WOMAC）骨关节炎指数评分]、炎症因子[白细胞介素-6（IL-6）、C反应蛋白（CRP）]及术后并发症发生情况。结果：两组围手术期相关指标对比，差异均无统计学意义（P>0.05）。术后3个月，两组Lysholm膝关节评分均显著上升，且B组高于A组，两组WOMAC骨关节炎指数评分均显著下降，且B组低于A组，差异均有统计学意义（P<0.05）。出院前1 d，两组IL-6、CRP均显著下降，且B组均低于A组，差异均有统计学意义（P<0.05）。两组术后并发症发生率对比，差异无统计学意义（P>0.05）。结论：高屈曲旋转平台假体与固定平台假体均可达到良好手术效果，但相较于固定平台假体，高屈曲旋转平台假体能更显著提高KOA患者全膝关节置换术后膝关节功能，且可改善术后炎症状况。

【关键词】 膝关节骨关节炎 全膝关节置换术 假体 膝关节功能

Comparison of the Application Effect of Different Prostheses in Total Knee Arthroplasty for Patients with Knee Osteoarthritis/LI Dongliang， CUI Zhuohang， JIANG Yongjia， ZHANG Hongfei， LIU Min. //Medical Innovation of China， 2024， 21（11）： 0-032

[Abstract] Objective： To compare the effects of different prostheses on total knee arthroplasty in patients with knee osteoarthritis （KOA）. Method： The medical records of 80 patients with KOA treated in Lushan Rehabilitation and Rehabilitation Center of the Joint Support Force of the Chinese People's Liberation Army from April 2020 to April 2023 were retrospectively selected for research， and they were divided into group A （fixed platform prosthesis） and group B （high flexion rotating platform prosthesis） according to the types of prostheses used in total knee arthroplasty， with 40 cases in each group. The perioperative related indicator （operation time， intraoperative bleeding volume， drainage tube removal time， hospitalization time）， knee joint function [Lysholm knee joint score， Western Ontario and McMaster University （WOMAC） osteoarthritis index score]， inflammatory factors [interleukin-6 （IL-6）， C reactive protein （CRP）] and postoperative complications were compared between the two groups. Result： There were no significant differences in perioperative related indicator between the two groups （P>0.05）. 3 months after surgery， Lysholm knee joint scores in both groups were significantly increased， and that in group B was higher than that in group A， and the WOMAC osteoarthritis index scores in both groups were significantly decreased， and that in group B was lower than that in group A， the differences were statistically significant （P<0.05）. 1 day before discharge， IL-6 and CRP in both groups were significantly decreased， and those in group B were lower than those in group A， the differences were statistically significant （P<0.05）. There was no significant difference in incidence of postoperative complications between the two groups （P>0.05）. Conclusion： Both high flexion rotating platform prosthesis and fixed platform prosthesis can achieve good surgical results， but compared with fixed platform prosthesis， high flexion rotating platform prosthesis can significantly improve knee joint function after total knee arthroplasty in patients with KOA， and can improve postoperative inflammation condition.

[Key words] Knee osteoarthritis Total knee arthroplasty Prostheses Knee joint function

First-author's address： Department of Orthopedics， Lushan Rehabilitation and Rehabilitation Center of the Joint Support Force of the Chinese People's Liberation Army， Jiujiang 332000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.11.007

全膝关节置换术是通过人工假体的植入来替换膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）患者病损膝关节，继而恢复膝关节力线，重塑膝关节功能。但因膝关节结构复杂，且是人体下肢活动的重要枢纽，其负重量和运动量均较大，术中植入的假体易因长期受压磨损而出现松动甚至脱位，进而影响膝关节功能，降低手术效果[1]。常规临床中常通过提高骨水泥加压技术来加强骨床承载强度，增强假体力学性能，继而减少假体松动、脱位，具有较好应用效果，但其无法从根源上减少假体磨损，仅可延缓其松动或脱位时间，远期应用效果欠佳[2]。全膝关节置换术中植入假体的类型是目前临床关注的重点，研究指出，理想的假体可通过减少日常活动对其的磨损来促使膝关节功能长期维持正常[3]。固定平台假体和高屈曲旋转平台假体是全膝关节置换术常用假体类型，前者通过在假体和衬垫间添加扣锁来稳固假体生物学性能，减少假体脱位、松动，但膝关节运动幅度受限；后者的衬垫可在胫骨平台上活动，可提高膝关节运动幅度，但其假体牢固性稍弱于固定平台假体[4]，关于两者疗效的优劣仍有待深入分析。基于此，本研究对比了固定平台假体和高屈曲旋转平台假体在KOA患者全膝关节置换术中的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取中国人民解放军联勤保障部队庐山康复疗养中心2020年4月—2023年4月收治的80例KOA患者的病历资料进行研究。纳入标准：（1）KOA符合文献[5]《骨关节炎诊疗指南（2018年版）》中诊断标准，且经影像学检查、关节镜检查确诊；（2）Kellgren-Lawrence分级Ⅲ、Ⅳ级[5]；（3）单侧病变；（4）首次接受全膝关节置换术，且手术由同一外科手术团队操刀完成；（5）临床病历资料及随访资料完整，资料阅读经患者或其家属同意。排除标准：（1）存在类风湿关节炎、创伤性关节炎等疾病；（2）存在膝关节恶性肿瘤；（3）存在膝关节骨折史或手术史；（4）提前终止治疗或中途转院治疗；（5）未遵医嘱参与术后康复功能训练。依据上述标准，将收集到的80例KOA患者病历资料，依据全膝关节置换术中采用的假体类型将其分为A组（固定平台假体）和B组（高屈曲旋转平台假体），各40例。本研究经中国人民解放军联勤保障部队庐山康复疗养中心医学伦理委员会批准实施。

1.2 方法

所有患者均接受全膝关节置换术治疗，其中A组术中采用固定平台假体，B组术中采用高屈曲旋转平台假体。

A组：患者取仰卧位，使用碘酒常规消毒铺巾后给予患者腰硬联合麻醉，完成后于患者大腿根部放置止血带；于患肢膝关节正中纵切开口，切口长度为10～15 cm，而后沿患肢髌骨内侧切开内侧支持带和关节囊，同时将髌骨向外侧移位，使目标膝关节充分暴露，而后仔细清理膝关节内和边缘处增生的骨赘和滑膜组织；通过髓内定位法切除患肢股骨远端，通过髓外定位法切除胫骨近端，截骨完成后修整内外侧半月板、股骨后方骨赘等，同时松解紧张组织；评估下肢力线及伸膝间隙和屈膝间隙的平衡，并通过无拇指试验测试髌骨轨迹；安装假体试模并调试，调试完成后取出试模，清洗膝关节；而后置入固定平台假体，并通过骨水泥固定，安装聚乙烯衬垫；最后检查膝关节髌骨活动度，确保无软组织挤压、活动度良好和无弹响后，松开大腿部的止血带，出血点严密止血后冲洗切口并放置引流管，而后逐层关闭切口。术后常规抗血栓、抗感染治疗，引流管<50 mL/d后拔除，同时指导患者术后及时开展直腿抬高、下床活动等功能训练。

B组：B组手术步骤和术后干预方案同A组，术中置入的假体更换为高屈曲旋转平台假体。

1.3 观察指标及判定标准

1.3.1 围手术期相关指标 记录两组患者手术时间、术中出血量、引流管拔除时间、住院时间。

1.3.2 膝关节功能 记录术前、术后3个月返院复诊时患者膝关节功能情况。评定标准：（1）Lysholm膝关节评分，该评分共包含疼痛、支撑、爬楼、下蹲、不稳定、交锁等8个维度，满分100分，分值越高，代表患者膝关节功能越好[6]。（2）西大略和麦克马斯特大学（Western Ontario and McMaster University，WOMAC）骨关节炎指数评分，该评分包含关节功能、关节疼痛、关节僵硬3个维度，共24个条目，每个条目0～4分，满分96分，分值越高，代表患者膝关节功能越差[7]。

1.3.3 炎症因子 记录術前、出院前1 d所测定的白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、C反应蛋白（C reactive protein，CRP）水平。其中IL-6通过酶联免疫吸附法测定，试剂盒购自迈瑞生物科技有限公司；CRP通过免疫比浊法测定，试剂盒购自深圳美达康有限公司。

1.3.4 术后并发症 记录两组患者术后3个月内关节僵硬、静脉血栓、泌尿感染、静脉炎、切口感染等并发症发生情况。

1.4 统计学处理

使用统计学软件SPSS 25.0对本研究数据进行处理。所有计量资料均经Shapiro-Wilk正态性检验，符合正态分布采用（x±s）表示，组间比较用独立样本t检验，组内比较用配对样本t检验；计数资料用率（%）表示，采用字2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料

A组男16例，女24例；年龄48～70岁，平均（58.93±4.13）岁；疾病部位：左侧23例，右侧17例；Kellgren-Lawrence分级：Ⅲ级14例，Ⅳ级26例；合并基础性疾病：高血压23例，糖尿病12例，高脂血症14例，冠心病8例。B组男15例，女25例；年龄47～72岁，平均（59.12±4.42）岁；疾病部位：左侧19例，右侧21例；Kellgren-Lawrence分级：Ⅲ级12例，Ⅳ级28例；合并基础性疾病：高血压15例，糖尿病15例，高脂血症11例，冠心病10例。两组患者疾病部位、性别等基线资料对比，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

2.2 围手术期相关指标

两组手术时间、术中出血量、引流管拔除时间、住院时间对比，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.3 膝关节功能

术前，两组Lysholm膝关节评分、WOMAC骨关节炎指数评分对比，差异均无统计学意义（P>0.05）；术后3个月，两组Lysholm膝关节评分均显著上升，且B组高于A组，两组WOMAC骨关节炎指数评分均显著下降，且B组低于A组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.4 炎症因子

术前，两组IL-6、CRP水平对比，差异均无统计学意义（P>0.05）；出院前1 d，两组IL-6、CRP均显著下降，且B组均低于A组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。

2.5 术后并发症

两组术后并发症发生率对比，差异无统计学意义（字2=0.457，P=0.499），见表4。

3 讨论

假体动力学是近年来KOA患者全膝关节置换术关注重点，其不仅可决定假体与胫股骨的接触面积，影响患者术后膝关节功能恢复，还可影响到假体日常活动中的磨损程度，与假体稳定性的长期维持密切相关[8-9]。高屈曲旋转平台假体与固定平台假体虽都是经由骨水泥或生物固定方式将胫骨平台与胫骨牢牢固定，而其在假体运动模式上却有着极大差别。高屈曲旋转平台假体通过球窝状的关节面和相同曲率的曲面将关节活动限制在关节面以内，有助于降低接触应力，减少关节磨损[10]。而固定平台假体则是以人体正常膝关节活动模式为基础，将活动区域设定在股骨与半月板假体之间，更为贴近人体本身的膝关节运动模式[11]。但关于高屈曲旋转平台假体与固定平台假体何种具有更优异的临床表现仍未有明确结论。

膝关节功能是评价KOA患者全膝关节置换术治疗效果的重要指标。从本研究结果中可看出，经过治疗，两组膝关节功能均有明显改善，但相较于固定平台假体，高屈曲旋转平台假体改善膝关节功能更为显著。分析原因在于：固定平台假体是基于人体膝关节解剖学曲面设计而成，有助于膝关节功能的重建，且其假体衬垫垫片与胫骨假体紧密锁定，可有效降低衬垫与假体脱位发生风险，可减少术后假体脱位、移动等发生风险[12]。但因固定平台假体与衬垫片之间吻合度相对不足，易增加假体边缘负荷和衬垫磨损程度，影响术后膝关节功能恢复[13]。而高屈曲旋转平台假体在患者活动过程中可通过高抛光的胫骨平台和自动调整胫骨侧衬垫与股骨假体的对合力线来有效减少假体和衬垫的区域性磨损，有助于膝关节功能的改善[14]。此外，高屈曲旋转平台假体与衬垫活动平台的形合度较固定平台假体高，可减少膝关节与假体界面的应力，为膝关节提供全方位的稳定性，进而有利于术后康复功能训练的顺利开展，继而促进膝关节功能更好恢复[15]。

研究发现，炎症因子水平与KOA患者全膝关节置换术治疗效果密切相关[16]。因为异常炎症因子水平不仅通过加速软骨细胞凋亡促使软骨细胞异常生长，继而影响到关节软骨和植入假体抵抗外界应力的功能，增加术后假体松动发生的可能性，还可通过干扰机体免疫平衡来增加假体植入后慢性感染发生风险，而慢性感染可通过增加患者机体破骨细胞活性导致骨量丢失，继而降低假体与胫骨间力学稳定性，使假体承载能力下降，使KOA患者假体发生机械性松动、脱位风险增高[17]。因此应重视对KOA患者全膝关节置换术后炎症反应的关注。从本研究结果中可发现，相较于固定平台假体，高屈曲旋转平台假体能更好改善KOA患者全膝关节置换术后炎症状况。分析原因可能在于，固定平台假体运动过程中，胫骨平台与衬垫间也会发生多方向运动，剪应力较高，而这会增加假体对周围软组织的磨损，使炎症因子水平紊乱[18]。而高屈曲旋转平台假体衬垫与胫骨平台间可自由旋转，旋转平面的增大有助于将复杂的多向运动分解为轴向旋转和屈伸这两个单向运动，进而有助于降低日常活动对膝关节及周围软组织的剪切应力和磨损，继而有助于减少软组织受损所致的炎症反应[19-20]。

综上所述，高屈曲旋转平台假体与固定平台假体均可达到良好手术效果，但相较于固定平台假体，高屈曲旋转平台假体能更显著提高KOA患者全膝关节置换术后膝关节功能，且可改善术后炎症状况。但全膝关节置换术的疗效优劣不仅取决于假体类型的选择，还取决于手术医师的操作技术、对假体的认知和熟练程度，以及术后患者及时的功能康复训练。因此臨床中选择全膝关节置换术假体时，应尽量以术者为主导，根据患者膝关节和软组织的损伤程度来综合考虑，选取适合于不同患者的假体。

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（收稿日期：2023-10-11） （本文编辑：陈韵）